Устройство и способ управления клапанами



Устройство и способ управления клапанами
Устройство и способ управления клапанами
Устройство и способ управления клапанами
Устройство и способ управления клапанами
Устройство и способ управления клапанами
Устройство и способ управления клапанами
Устройство и способ управления клапанами
Устройство и способ управления клапанами

 


Владельцы патента RU 2471078:

КЕЙТЕРПИЛЛАР МОТОРЕН ГМБХ УНД КО.КГ (DE)

Изобретение может быть использовано в устройствах управления перемещением клапанов двигателя внутреннего сгорания. Устройство (100) для управления перемещением клапанов двигателя внутреннего сгорания содержит коромысло (110), имеющее первый участок (111) и второй участок (113). Коромысло (110) установлено с возможностью вращения вокруг оси (115), расположенной между указанными первым и вторым участками (111, 113). Устройство дополнительно содержит приводное приспособление (120), обеспечивающее привод первого участка (111) коромысла (110), и клапанное приспособление (180), предназначенное для привода вторым участком (113) коромысла (110). Демпфирующее приспособление (130) шарнирно связано с первым участком (111) коромысла и обеспечивает демпфирование перемещения указанного коромысла (110) вокруг оси (115). Раскрыт способ управления, по меньшей мере, одним клапаном камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания, снабженный устройством управления перемещением клапанов. Технический результат заключается в замедлении силы сопротивления при возвратно-поступательном перемещении клапана. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к устройству для управления перемещением клапана двигателя внутреннего сгорания и, в частности, к устройству для регулировки или задержки закрытия впускных клапанов двигателя внутреннего сгорания, в частности дизельного и бензинового двигателя.

Уровень техники

Для снижения выхлопов NOx дизельных и бензиновых двигателей известно применение "процесса Миллера" для снижения температуры сгорания. Согласно этому процессу эффект снижения температуры достигается за счет очень раннего закрытия впускных клапанов. Последующее увеличение объема газа в камере сгорания снижает температуру свежей газовой смеси, а потери в заполнении цилиндра двигателя, в котором создается нагнетание, компенсируются за счет увеличения давления нагнетания, создаваемого турбиной.

При работе двигателя на переходных режимах, при которых находящийся под нагрузкой двигатель должен в течение короткого времени повышать мощность/момент, закрытие клапана в соответствии с процессом Миллера является чрезвычайно полезным. Это может быть обеспечено за счет смещения профиля кулачка впускного клапана путем поворота распределительного вала относительно коленчатого вала или за счет смещения кулачка на распределительном валу или за счет модификации связи кулачок/клапан. Во всех случаях период одновременного открытия клапанов и, следовательно, период удаления газов из цилиндров уменьшается за счет смещения профиля кулачка.

В документе ЕР 1477638 А1 описывается устройство для переменного управления открытием и/или закрытием впускных и/или выпускных клапанов двигателя внутреннего сгорания вышеупомянутого типа. Это известное устройство обеспечивает задержку закрытия впускных клапанов двигателя внутреннего сгорания и включает в себя демпфирующее устройство, встроенное в направляющий стержень и служащее направляющей для перемычки привода клапана при ее перемещении вниз и вверх. Таким образом, демпфирующее устройство является составной частью перемычки привода клапана. Более конкретно, в данном известном устройстве между направляющим стержнем поршня и цилиндрической втулкой имеется кольцевое углубление. Кольцевое углубление гидравлически связано при помощи поперечного отверстия с осевым отверстием, проходящим в осевом направлении внутри направляющего стержня. Один край выпускного отверстия выходит в осевое отверстие направляющего стержня. Другой край выпускного отверстия гидравлически связан с клапанными узлами через каналы подачи масла. Более конкретно, выпускное отверстие выполнено с возможностью соединения со смазочным отверстием подачи масла в зависимости от положения газообменных клапанов либо через первый канал подачи масла, управляемый клапанным узлом, который включает канал и отсечной клапан, либо через второй канал подачи масла, управляемый вторым клапанным узлом, который включает однолинейный распределитель и дроссель. Таким образом, управление газообменными клапанами в зависимости от их нахождения в закрытом и/или открытом положении может быть обеспечено посредством клапанных узлов с клапанами соответствующей конструкции.

Когда газообменные клапана закрыты, смазочное масло, содержащееся в кольцевом углублении, может поступать в следующий клапанный узел через осевое отверстие и выпускное отверстие, а также через канал подачи масла. Кроме того, когда клапан закрыт, смазочное масло может поступать в клапанный узел с дросселем, за счет чего происходит перемещение впускных клапанов в положение задержки. И наоборот, когда газообменные клапана находятся в положении задержки, свободный или конечный край коромысла клапана, который расположен напротив перемычки привода клапана, поворачивается вокруг оси вращения в направлении коромысла клапана под действием телескопического элемента, поджатого пружиной и перемещающегося внутри толкателя без зазора между ними.

Однако для устройства, описанного в документе ЕР 1477638 А1, требуется наличие конструкционного пространства между двумя впускными и/или выпускными клапанами и их пружинами. Кроме того, вследствие встраивания демпфирующего устройства в направляющий стержень перемычки привода клапанов в известном устройстве необходимо наличие направляющего стержня.

В документе US 3,520,287 описывается устройство управления выпускным клапаном тормозной системы двигателя, которое включает узел с направляющим стержнем, установленном с возможностью скольжения на перемычке привода клапана. Перемычка привода клапана и направляющий стержень совместно определяют гидравлическую камеру, которая расширяется при перемещении перемычки клапана в положение открытия выпускных клапанов и сжимается при возвращении перемычки привода клапанов в исходное положение для обеспечения закрытия двух выпускных клапанов под действием клапанных пружин. В данной конструкции клапанное устройство также встроено в направляющий стержень и является частью перемычки привода клапанов. Следовательно, как и в вышеописанной конструкции, необходимо наличие конструкционного пространства между двумя клапанами, и данный известный агрегат требует наличия направляющего стержня.

В документе US 6,905,155 описывается аппарат для ограничения перемещения ведомого поршня в цилиндре ведомого поршня тормоза-замедлителя, понижающего компрессию двигателя. Аппарат соединен с гидравлической линией, а в головке ведомого поршня выполнен внутренний канал. Внутренний канал содержит вертикальное отверстие, горизонтальное отверстие и кольцевой канал, которые совместно определяют канал для сброса давления в верхней части ведомого поршня при совмещении кольцевого канала и отверстия в цилиндре ведомого поршня. За счет сброса гидравлического давления в верхней части ведомого поршня перемещение ведомого поршня ограничивается требуемым ходом. Аппарат включает фиксирующую регулируемую опору штока ведомого поршня, которая обеспечивает средство регулировки свободного хода. Данная известная конструкция для привода, по меньшей мере, одного клапана двигателя требует минимального пространства над перемычкой привода клапана и коромыслом клапана.

В документе US 2005/01212008 А1 описывается способ и аппарат управления температурой рабочего цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Коромысло установлено с возможностью перемещения вокруг оси. Толкатель создает механическое усилие на коромысле. Электрогидравлический привод может включать плунжерный узел для обеспечения гидравлического усилия, используемого для изменения продолжительности открытия впускного клапана. В частности, электрогидравлический привод может применяться для задержки впускного клапана в открытом состоянии на период времени, превышающий период, обеспечиваемый конструкцией кулачка. Плунжерный узел может располагаться с той же стороны от коромысла, что и толкатель. Кроме того, конструкция плунжерного узла обеспечивает создание механического усилия во время поворота коромысла в первом направлении. Поворот коромысла в обратном направлении не оказывает воздействия на плунжерный узел. Следовательно, известный плунжерный узел может иметь относительно низкое быстродействие и относительно высокое время реакции.

В документе US 2003/0221644 А1 описывается аналогичная система привода клапанов двигателя, включающая гидравлический привод, обеспечивающий выборочную задержку возврата впускных клапанов в первоначальное положение.

Также известны и другие устройства, например, описанные в документах DE 10239750 А1, US 2005/0121637, US 2004/0065285 А1, WO 2004/005677 А1, WO 87/07677.

Целью описываемого изобретения является, по меньшей мере, частичное усовершенствование одного или нескольких аспектов или устранение одного или нескольких недостатков устройств известного уровня техники и способов управления клапанами и, в частности, аппарата регулировки или задержки закрытия впускных клапанов двигателя внутреннего сгорания.

Раскрытие изобретения

Согласно первому приводимому в качестве примера объекту настоящего документа аппарат для управления перемещением клапана двигателя внутреннего сгорания содержит коромысло, имеющее первый участок и второй участок, указанное коромысло выполнено с возможностью поворота вокруг оси, расположенной между указанным первым и вторым участками. Указанный аппарат дополнительно содержит приводной узел, обеспечивающий привод указанного первого участка указанного коромысла и клапанный узел, приспособленный для привода указанным вторым участком указанного коромысла. Для демпфирования перемещения указанного коромысла вокруг указанной оси к указанному первому участку может быть шарнирно присоединен демпфирующий узел.

В еще одном варианте осуществления описываемого аппарата указанное коромысло может быть выполнено с возможностью вращения относительно оси в первом направлении вращения и во втором направлении вращения, противоположном первому направлению вращения. Указанный демпфирующий узел может гидравлически приводиться посредством гидравлической жидкости и быть шарнирно соединен с указанным первым участком коромысла таким образом, чтобы при перемещении в указанном первом направлении вращения указанного коромысла вокруг указанной оси осуществлять демпфирование, а во время перемещения в указном втором направлении вращения указанного коромысла производить всасывание гидравлической жидкости. Всасывание гидравлической жидкости может вызываться перемещением в указанном втором направлении вращения указанного коромысла за счет поворотного сочлененного или шарнирного соединения демпфирующего узла с коромыслом.

Другой вариант осуществления изобретения может содержать толкатель, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения, например, под действием кулачка клапана и вращательного привода, коромысло, выполненное с возможностью поворота вокруг оси вращения, перемычку привода клапана и демпфирующий узел, обеспечивающий демпфирование вращательного перемещения коромысла при перемещении клапанов, предпочтительно при закрытии одного или большего числа клапанов двигателя. В данном примере осуществления изобретения первый участок коромысла идет от оси вращения к первому свободному краю коромысла, а второй участок коромысла идет от оси вращения ко второму свободному краю коромысла напротив первого свободного края. Первый участок коромысла может приводиться толкателем. Перемычка привода клапанов может приводиться вторым участком коромысла и может соединять соответствующие валы, управляющие клапанами. Демпфирующее устройство воздействует на первый участок коромысла, приводимый от толкателя. Клапаны могут содержать один или несколько впускных клапанов и/или один или несколько выпускных клапанов. В одном из вариантов осуществления изобретения демпфирующий узел вызывает задержку закрытия впускного клапана.

Согласно другому объекту настоящего изобретения способ управления, по меньшей мере, одним клапаном камеры сгорания, связанным с коромыслом, может содержать поворот указанного коромысла вокруг оси, расположенной между первым и вторым участками коромысла, для привода, по меньшей мере, одного клапана камеры сгорания, и демпфирование вращения указанного коромысла при помощи демпфирующего узла, шарнирно соединенного с указанным первым участком указанного коромысла. Согласно еще одному варианту осуществления описываемого способа способ может дополнительно содержать поворот указанного коромысла вокруг указанной оси в первом направлении вращения и одновременное приложение силы к указанному первому участку указанного коромысла таким образом, что осуществляется демпфирование перемещения указанного коромысла вокруг указанной оси в указанном первом направлении вращения. Поворот коромысла вокруг указанной оси во втором направлении вращения, которое противоположно указанному первому направлению вращения, может вызывать всасывание указанной гидравлической жидкости.

Согласно еще одному объекту настоящего изобретения способ управления, по меньшей мере, одним клапаном камеры сгорания, связанным с коромыслом, может содержать поворот указанного коромысла вокруг оси, расположенной между первым и вторым участками коромысла, для привода, по меньшей мере, одного клапана камеры сгорания и демпфирование вращения указанного коромысла при помощи демпфирующего узла, соединенного с указанным первым участком указанного коромысла.

Согласно еще одному объекту настоящего изобретения двигатель внутреннего сгорания содержит аппарат для управления перемещением клапана указанного двигателя внутреннего сгорания. Указанный аппарат включает коромысло, указанное коромысло выполнено с возможностью вращения вокруг оси, расположенной между первым и вторыми участками коромысла. Кроме того, он содержит приводное приспособление для приложения силы к указанному первому участку указанного коромысла и клапанный узел, приводимый указанным вторым участком указанного коромысла. И, наконец, к указанному первому участку коромысла шарнирно присоединен демпфирующий узел, который демпфирует перемещение указанного коромысла вокруг указанной оси.

Используемые в данном документе термины “демпфирующий узел” и ”демпфирующее приспособление ” или аналогичные термины охватывают все типы аппаратов/устройств, которые создают замедляющую силу сопротивления при возвратно-поступательном перемещении клапанов любого типа.

Представительные, но не ограничивающие примеры соответствующих настоящему изобретению демпфирующих приспособлений могут включать гидравлические и пневматические цилиндры, такие как, например, применяемые в амортизаторах. В некоторых вариантах осуществления изобретения возможно применение пружин или других податливых упругих элементов или устройств, в частности, при возможности изменения возвратного усилия в процессе работы.

Прочие признаки и объекты данного изобретения понятны из нижеследующего описания и прилагаемых чертежей.

Следует понимать, что вышеприведенное общее описание и нижеследующее подробное описание носят исключительно иллюстративный и поясняющий характер и не накладывают ограничений на настоящее изобретение.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи, которые являются частью подробного описания, иллюстрируют примеры вариантов осуществления изобретения и вместе с описанием служат для пояснения принципов изобретения. На данных чертежах

фиг.1 - схематическая иллюстрация первого предпочтительного примера осуществления устройства для управления закрытием впускных и/или выпускных клапанов двигателя внутреннего сгорания;

фиг.2 - схема гидравлической системы, подсоединенной к демпфирующему узлу, как элементу приведенного в качестве примера осуществления устройства для управления закрытием впускных и/или выпускных клапанов, показного на фиг.1;

фиг.3 - пространственный вид второго примера осуществления устройства для переменного управления закрытием впускных и/или выпускных клапанов двигателя внутреннего сгорания;

фиг.4 - вид сбоку устройства, показанного на фиг.3;

фиг.5 - вид в разрезе устройства, показанного на фиг.3 и 4;

фиг.6 - пространственный вид части устройства, показанного на фиг.3-5;

фиг.7 - вид в разрезе устройства, показанного на фиг.6;

фиг.8 - вид в сечении вдоль линии VIII-VIII, показанной на фиг.7.

Подробное описание изобретения

Далее приводится подробное описание настоящего изобретения со ссылками на примеры его осуществления, которые представлены на прилагаемых чертежах. Для одинаковых или аналогичных деталей используются одинаковые обозначения.

Как показано на фиг.1, разработан пример осуществления устройства 100 для управления открытием и/или закрытием впускных и/или выпускных клапанов 180 двигателя внутреннего сгорания (не показанного на фигуре), например четырехтактного дизельного двигателя. Устройство 100 управления клапанами включает в себя коромысло 110, которое может поворачиваться вокруг оси вращения 115. Коромысло 110 имеет первый участок 111, идущий от оси вращения 115 к первому свободному краю 112 коромысла 110, и второй участок 113, идущий от оси вращения 115 ко второму свободному краю 114 коромысла 110. Второй свободный край 114 расположен напротив первого свободного края 112 коромысла 110.

Кроме того, устройство 100 управления клапанами может включать приводное приспособление. Данное приводное приспособление может содержать толкатель 120. Свободный край 128 толкателя 120 может контактировать со свободным краем 112 коромысла 110. Толкатель 120 может приводиться любым приспособлением. В одном из примеров осуществления изобретения толкатель 120 может приводиться при помощи кулачка клапана (не показанного на фигуре) и вращательного привода (не показанного на фигуре). Однако, поскольку подобное приводное устройство для толкателя 120 является хорошо известным, подробное описание устройства данного типа не приводится.

Как показано на фиг.1, перемычка 160 привода клапанов может контактировать со вторым свободным краем 114 коромысла 110. Перемычка 160 привода клапанов может иметь направляющий стержень 170 для направления движения перемычки 160 привода клапанов в процессе возвратно-поступательного перемещения вверх и вниз для открытия и/или закрытия впускных и/или выпускных клапанов 180. Перемычка привода клапанов может отсутствовать, если, например, необходимо осуществление привода только одного клапана.

Выпускные клапаны 180 могут включать тарелки 190 и стержни 185 клапанов. В одном варианте осуществления изобретения стержни 185 клапанов соединены с перемычкой 160 привода клапанов. Для прижатия тарелок 190 клапанов к соответствующим седлам 191 клапанов на каждом стержне 185 клапана может устанавливаться цилиндрическая пружина 165 (см., например, фиг.5).

Кроме того, устройство 100 управления клапанами может включать демпфирующее приспособление или демпфирующий узел 130 для приложения демпфирующей силы к первому участку 111 коромысла 110 при повороте коромысла 110 в первом направлении вращения, показанном стрелкой 210. За счет поворота коромысла 110 в первом направлении вращения по стрелке 210 обеспечивается прижимание клапанов 180 к соответствующим седлам 191 (см. фиг.5) и, следовательно, перемещение клапанов 180 в закрытое положение. Стрелкой 215 показано второе направление вращения коромысла 110 вокруг оси вращения 115 для открытия клапанов 180, т.е. для перемещения тарелок 190 клапанов в сторону от соответствующих седел 191 клапанов. Демпфирующий узел 130 включает в себя поршень 145 со штоком 150. В одном варианте осуществления изобретения поршень 145 установлен с возможностью скольжения в корпусе 146. Поршень 145 в сочетании с корпусом 146 образуют гидравлическую камеру 140, которая гидравлически связана с гидравлической системой 300 каналом 305 подачи масла, схематически показанной на фиг.2.

На фиг.2 и 3 схематически показан один вариант осуществления гидравлической системы 300. Данная гидравлическая система 300 может включать управляющий или отсечной клапан 310, дроссель 315 и обратный клапан 320. Эти элементы 310, 315 и 320 могут устанавливаться параллельно при помощи гидравлических подающих каналов 305, 330. В одном варианте осуществления изобретения гидравлические подающие каналы 305, 330 могут обеспечивать подачу масла, а дроссель 315 может быть выполнен с возможностью регулирования. Как уже было упомянуто выше, подающий канал 305 заканчивается гидравлической камерой 140 демпфирующего приспособления 130. Подающий канал 305 также соединяется с отсечным клапаном 310. В одном варианте осуществления изобретения отсечной клапан 310 выполнен в виде электромагнитного клапана. Он гидравлически связан через подающий канал 330 с системой смазки 350 двигателя внутреннего сгорания. В одном варианте осуществления изобретения система смазки 350 может содержать смазочную масляную систему.

Дроссель 315 соединяется с подающим каналом 305 и каналами 330 и 340 подачи масла. Обратный клапан 320 также соединяется с подающими каналами 305, 330 и устанавливаться параллельно дросселю 315. Следовательно, текучая среда, например масло, может поступать в собирающий резервуар 335 через сливной канал. Сливной канал может соединяться с подающими каналами 330, 340. И, наконец, подающие каналы 305, 330 и, следовательно, клапан 310, дроссель 315 и обратный клапан 320 соединяются через масляный канал 340, например, с масляной системой 350 смазки двигателя, как это схематически показано на фигуре. На фиг.3 показаны впускное отверстие для масла и выпускное отверстие 340.

Далее со ссылками на фиг.3-8 приводится более подробное описание варианта осуществления устройства 100 управления клапанами.

Как показано на фиг.3-5, устройство 100 включает толкатель 120, имеющий соединительную часть 122, телескопическое устройство 124 для компенсации зазоров и полый стержневой элемент 126, закрываемый колпачком 128. Далее со ссылками на фиг.5 приводится более подробное описание телескопического элемента 124 толкателя 120. В одном варианте осуществления изобретения стержневая часть толкателя 120 выполнена как одно целое со стержневым элементом 126 толкателя 120. Внешний диаметр стержневой части может быть больше, чем внешний диаметр стержневого элемента 126 для размещения цилиндрической втулки 125, в которую входит цилиндрическая пружина 127 и колпачок 123. Пружина 127 может опираться на кольцевой выступ 121 цилиндрической втулки 125. Со своей противоположной стороны цилиндрическая пружина 127 прижимается к колпачку 123. Внешний торец колпачка 123 может иметь форму полусферы. За счет телескопического устройства 124 обеспечивается компенсация любых зазоров или люфтов, возникающих при повороте коромысла 110.

Как показано на фиг.3, в одном варианте осуществления изобретения две клапанные перемычки 160 шарнирно установлены над головкой 101 цилиндра, имеющей впускное воздушное отверстие 102 и соединительный фланец 103 для крепления головки 101 цилиндра к картеру двигателя (не показанному на фигуре). В иллюстративных целях на фигуре показан только один толкатель 120. Однако второе коромысло 110 может, как и первое коромысло 110, приводиться толкателем 120. Второе коромысло 110 воздействует на дополнительную перемычку привода клапанов (не показанную на фигуре), которая контактирует с двумя выпускными клапанами (не показанными на фигуре). Второе коромысло 110 может также предпочтительно включать демпфирующее устройство 130, как и первое коромысло 110, показанное на фиг.3.

Первое коромысло 110 может быть установлено с возможностью вращения вокруг оси 115, и ее свободный край 114 может контактировать с перемычкой 160 привода клапанов. Как показано на фиг.3 и 4 и, в частности, на фиг.5, в одном варианте осуществления изобретения два впускных клапана 180 могут опираться на соответствующее седло 191 головки 101 цилиндров. Каждый стержень 185 клапана может поджиматься вверх клапанной пружиной 165. Расположение клапанов 180 и их взаимодействие с перемычкой 160 привода клапанов является, в основном, известным, и поэтому его подробное описание не приводится.

Демпфирующий узел 130, показанный на фиг.3-8, включает в одном варианте осуществления изобретения направляющую втулку 146, герметично установленную в корпусе 143 поршня. Шток 150 поршня может проходить через направляющую втулку 146 и быть выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри направляющей втулки 146. Уплотнение 151, установленное по внутреннему периметру направляющей втулки 146, может контактировать с внешней поверхностью штока 150 поршня, не допуская протечек масла. Как показано, например, на фиг.6, на конце 152 штока 150 шарнира может быть выполнен шарнир 410. В этом шарнире 410 вилочный рычаг 400 может быть прикреплен к концу 152 штока поршня с возможностью вращения. Вилочный рычаг 400 может иметь два вилочных элемента 411. Между двумя разнесенными в пространстве вилочными элементами 411 может размещаться подшипниковый элемент 117 коромысла 110. В этой точке между коромыслом 110 и вилочными элементами 411 может быть обеспечено шарнирное соединение 405. За счет подобной компоновки возвратно-поступательное перемещение штока 150 поршня может передаваться коромыслу 110, обеспечивая вращение коромысла 110 вокруг оси вращения 115.

Более подробно агрегат, состоящий из демпфирующего узла 130 и коромысла 110, показан на фиг.6-8. Как показано, в одном варианте осуществления изобретения корпус 143 поршня включает направляющую втулку 146. Край штока 150 поршня может проходить через направляющую втулку 146. Вилочный рычаг 400 может быть прикреплен с возможностью вращения к краю штока 152 поршня, а также к первому участку 111 коромысла 110. На фиг.6 и 8 показаны контактные элементы 116 двух коромысел 110, данные контактные элементы 116 могут контактировать с толкателем 120 (см. фиг.1, 3 и 4). Второй свободный край 114 второго участка 113 коромысла может иметь контактный элемент 161, который в одном варианте осуществления изобретения является частью коромысла 110 или перемычки 160 привода клапанов.

Промышленная применимость

Далее со ссылками на фиг.1 и 2 приводится описание примера осуществления способа использования примера осуществления аппарата 100 для переменного управления, по меньшей мере, одним клапаном 180 двигателя, показного, например, на фиг.3-8.

При нормальной работе толкатель 120 приводится кулачком клапана и вращательным приводом (не показанным на фигуре) и, таким образом, поворачивает коромысло 110 вокруг оси 115 вращения. При перемещении толкателя 120 вверх коромысло 110 поворачивается вокруг оси 115, как показано стрелкой 215. В результате перемычка 160 привода клапанов, которая установлена на направляющем стержне 170 с возможностью вертикального перемещения, шарнирно перемещается или поворачивается, преодолевая поджимающее усилие пружин 165 клапанов, и происходит параллельное открытие двух впускных клапанов 180, т.е. тарелки 190 клапанов перемещаются от соответствующих седел 191 клапанов, как показано на фиг.5. Затем при перемещении перемычки 160 привода клапанов вниз шток 150 поршня демпфирующего узла 130 перемещается вверх за счет наличия шарнирного соединения с первым участком 111 коромысла 110 через вилочный рычаг 400. В то же время объем гидравлической камеры 140 увеличивается, и находящееся под давлением смазочное моторное масло свободно заполняет этот увеличившийся объем через канал 305 подачи масла и отсечной/проходной клапан 310, поскольку обратный клапан 320 открыт в направлении заполнения, а отсечной/проходной клапан 310 находится в положении, показанном на фиг.2. В результате отсутствует замедление поворота коромысла 110 в направлении, обозначенном стрелкой 215. В частности, положительное соединение, например, шарнирное соединение с коромыслом 110 через, например, рычаг 400 может создать всасывающий эффект в гидравлической камере 140, по меньшей мере, для способствования процессу заполнения гидравлической камеры 140 жидкостью. Следовательно, возможно усовершенствование процесса заполнения камеры гидравлической жидкостью. В другом примере осуществления изобретения поворот коромысла 110 в направлении, обозначенном стрелкой 215, может быть замедлен при помощи демпфирующего приспособления 130.

В течение этого времени под действием поджимающего усилия пружин 165 клапанов клапаны 180, перемычка 160 привода клапанов, коромысло 110 и толкатель 120 остаются в последовательном соединении.

Закрытие впускных клапанов начинается, когда не показанный на фигуре вращательный привод и толкатель 120 перемещаются вниз в соответствии с дальнейшим вращением не показанного кулачкового профиля. В этот момент перемычка 160 привода клапанов перемещается вверх, например, под действием поджимающего усилия клапанных пружин 165, за счет чего объем гидравлической камеры 140 уменьшается, и смазочное масло, расположенное в гидравлической камере 140, свободно выпускается в систему 350 подачи смазочного масла через каналы подачи масла 305 и 340 через открытый отсечной/проходной клапан 310. С другой стороны, когда отсечной/проходной клапан 310 закрыт, т.е. находится в положении отсекания в процессе закрытия впускных клапанов 180, свободный выпуск смазочного масла из гидравлической камеры 140 через отсечной/проходной клапан 310 прекращается. В этом случае смазочное масло выпускается через дроссель 315. Следовательно, перемещение перемычки 160 привода клапанов вверх задерживается, демпфируется или замедляется за счет сужения поперечного сечения дросселя 315. В результате, в одном варианте осуществления изобретения ход перемычки 160 привода клапанов вверх и, следовательно, закрытие впускных клапанов 180 демпфируется/замедляется, например, за счет уменьшения поперечного сечения дросселя 315.

При помощи вышеописанного приспособления и конструкции, показанных на фигурах, в одном варианте осуществления изобретения возможно достижение заданного демпфирования закрытия впускных и/или выпускных клапанов 180. В отличие от конструкций известного уровня техники, в которых задерживающее устройство встроено в перемычку привода клапанов и в связанный с ним стержень, настоящий предпочтительный вариант осуществления изобретения может применяться, например, для двух- и/или, например, четырехклапанных головок цилиндров, имеющих или не имеющих направляющий стержень, поскольку в одном примере осуществления изобретения демпфирующее приспособление расположено с той же стороны коромысла 110, что и толкатель 120. Следовательно, в одном примере осуществления изобретения демпфирующее приспособление 130 может устанавливаться независимо от структуры и конструкции перемычки привода клапанов. Еще одним преимуществом может быть то, что обслуживание устройств 100 управления клапанами является более простым по сравнению с обслуживанием устройств известного уровня техники, поскольку в одном примере осуществления изобретения, например, демпфирующее приспособление может быть заменено без выполнения существенной разборки.

Хотя в данном документе описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, возможно внесение усовершенствований и выполнение модификаций, не выходящих за пределы объема нижеследующей формулы изобретения.

1. Устройство (100) для управления перемещением клапанов двигателя внутреннего сгорания, содержащее:
коромысло (110), имеющее первый участок (111) и второй участок (113), и установленное с возможностью вращения вокруг оси (115), расположенной между указанными первым и вторым участками (111, 113);
приводное приспособление (120), обеспечивающее привод указанного первого участка (111) указанного коромысла (110);
клапанное приспособление (180), предназначенное для привода указанным вторым участком (113) указанного коромысла (110);
демпфирующее приспособление (130) шарнирно связано с указанным первым участком (111) коромысла и обеспечивает демпфирование перемещения указанного коромысла (110) вокруг указанной оси (115).

2. Устройство (100) по п.1, характеризующееся тем, что:
приводное приспособление (120) содержит толкатель, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения;
первый участок (111) коромысла направлен от оси (115) к первому свободному краю (112) коромысла (110), а второй участок (113) коромысла направлен от оси (115) ко второму свободному краю (114) коромысла (110), противоположному первому свободному краю (112), при этом первый участок (111) коромысла (110) выполнен с возможностью перемещения за счет возвратно-поступательного перемещения указанного толкателя (120).

3. Устройство (100) по п.1, характеризующееся тем, что:
указанное клапанное приспособление (180) содержит перемычку (160) привода клапанов, которая может приводиться указанным вторым участком (113) указанного коромысла (110), при этом указанная перемычка (160) привода клапанов связана со стержнями (185) указанного клапанного приспособления (180), содержащего впускные и/или выпускные клапаны.

4. Устройство (100) по любому из пп.1-3, в котором
указанное коромысло (110) выполнено с возможностью поворота вокруг указанной оси (115) в первом направлении (210) вращения и втором направлении (215) вращения, противоположном первому направлению (210) вращения;
указанное демпфирующее приспособление (130) управляется посредством воздействия гидравлической жидкости, причем демпфирующее приспособление (130) шарнирно соединено с указанным первым участком (111) коромысла с возможностью демпфирования перемещения в указанном первом направлении (210) вращения указанного коромысла (110) вокруг указанной оси (115) и при перемещении в указанном втором направлении (215) вращения указанного коромысла (110) с возможностью засасывания указанной гидравлической жидкости.

5. Устройство по любому из пп.1-3, характеризующееся тем, что указанное демпфирующее приспособление (130) выполнено с возможностью приложения поджимающего усилия к указанному первому участку (111) указанного коромысла (110) для демпфирования вращательного перемещения указанного коромысла (110) в указанном первом направлении (210) вращения при закрытии указанных впускных и/или выпускных клапанов, при этом указанное демпфирующее приспособление (130) обеспечивает всасывание указанной гидравлической жидкости во время вращательного перемещения указанного коромысла (110) в указанном направлении (215) вращения при открытии впускных и/или выпускных клапанов (180).

6. Устройство по любому из пп.1-3, характеризующееся тем, что демпфирующее приспособление (130) обеспечивает приложение поджимающего усилия к первому участку (111) коромысла (110) для демпфирования вращательного перемещения указанного коромысла (110) в указанном первом направлении (210) вращения при закрытии указанных впускных и/или выпускных клапанов, при этом указанное демпфирующее приспособление (130) обеспечивает всасывание указанной гидравлической жидкости во время вращательного перемещения указанного коромысла (110) в указанном направлении (215) вращения при открытии впускных и/или выпускных клапанов.

7. Устройство по любому из пп.1-3, характеризующееся тем, что:
демпфирующее приспособление (130) включает корпус (146), поршень (145) со штоком (150), установленный с возможностью перемещения в корпусе (146), и гидравлическую камеру (140), образованную корпусом (146) и поршнем (145) и предназначенную для заполнения находящейся под давлением жидкостью, при этом шток (150) поршня шарнирно связан с первым участком (111) коромысла (110).

8. Устройство по п.7, характеризующееся тем, что указанный корпус (146) является составной частью головки (101) цилиндра двигателя внутреннего сгорания.

9. Устройство по любому из пп.1-3, характеризующееся тем, что содержит вилочный рычаг (400), имеющий основание и два вилочных элемента (420), при этом вилочный рычаг (400) соединяет шток (150) поршня с первым участком (111) коромысла (110), основание вилочного рычага (400) шарнирно соединено со штоком (150) поршня, а вилочные элементы (420) вилочного рычага (400) шарнирно соединены с первым участком (111) коромысла (110).

10. Устройство по любому из пп.1-3, характеризующееся тем, что указанный толкатель (120) включает телескопическое устройство (124), компенсирующее зазоры, а указанный первый участок (111) коромысла (110) приводится указанным толкателем (120) через телескопическое устройство (124), компенсирующее зазоры, которое может быть встроено в указанный толкатель (120).

11. Устройство по любому из пп.1-3, характеризующееся тем, что содержит отсечной/проходной клапан (310), дроссель (315) и обратный клапан (320), установленные параллельно друг другу, в котором первое соединение отсечного/проходного клапана (310), первое соединение дросселя (315) и первое соединение обратного клапана (320) гидравлически связаны с указанной гидравлической камерой (140) через первый канал (305) подачи масла, и в котором второе соединение отсечного/проходного клапана (310), второе соединение дросселя (315) и второе соединение обратного клапана (320) гидравлически связаны с системой (350) подачи масла через второй канал (340) подачи масла.

12. Способ управления, по меньшей мере, одним клапаном камеры сгорания, связанным с коромыслом (110), содержащий:
приложение усилия к первому участку (111) указанного коромысла (110) для поворота указанного коромысла (110) вокруг оси (115), расположенной между указанным первым участком (111) и вторым участком (113), указанный второй участок (113) обеспечивает привод, по меньшей мере, одного клапана (180) камеры сгорания, а также демпфирование вращения указанного коромысла (110) при помощи демпфирующего приспособления (130), шарнирно связанного с указанным первым участком (113) указанного коромысла (110).

13. Способ по п.12, характеризующийся тем, что указанное демпфирующее приспособление (130) управляется гидравлически посредством гидравлической жидкости, причем указанный способ содержит:
поворот указанного коромысла (110) вокруг указанной оси (115) в первом направлении (210) вращения и одновременное приложение усилия к указанному первому участку (111) указанного коромысла (110) с демпфированием перемещения указанного коромысла (110) вокруг указанной оси (115) в указанном первом направлении (210) вращения, а также
поворот коромысла (110) вокруг указанной оси (115) во втором направлении (215) вращения, которое противоположно указанному первому направлению (210) вращения и одновременное всасывание указанной гидравлической жидкости.

14. Способ по п.12 или 13, характеризующийся тем, что осуществление этапа закрытия указанного клапана (180) камеры сгорания замедляется указанным демпфирующим приспособлением (130).

15. Способ по любому из пп.12 или 13, характеризующийся тем, что к указанному первому участку (111) коромысла (110) прикладывают поджимающее усилие, за счет чего замедляется вращательное перемещение коромысла (110) в направлении (210) закрытия клапана.

16. Двигатель, внутреннего сгорания, снабженный устройством (100) для управления перемещением клапанов указанного двигателя внутреннего сгорания, характеризующийся тем, что устройство содержит коромысло (110), выполненное с возможностью вращения вокруг оси (115), расположенной между первым и вторым участками (111, 113) коромысла, приводное приспособление (120) для приложения усилия к указанному первому участку (112) указанного коромысла (110), клапанное приспособление (180), приводимое указанным вторым участком (113) указанного коромысла (110), и демпфирующее приспособление (130), шарнирно соединенное с указанным первым участком (111) и демпфирующее перемещение указанного коромысла (110) вокруг указанной оси (115).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам автоматического управления и предназначено для использования в гидравлических и пневматических системах. .

Изобретение относится к клапанам двигателей с уравновешиванием давления, а именно к клапанам уравновешенного типа. .

Изобретение относится к исполнительным механизмам и способу для управления исполнительными механизмами, создающими независимое управление клапаном двигателя внутреннего сгорания с большим начальным усилием или усилием открывания.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для горных машин, а конкретно относится непосредственно к гидроприводу. .

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для горных машин, а конкретно относится непосредственно к гидроприводу. .

Изобретение относится к способу и устройству для повышения тормозной мощности поршневого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) автомобиля, в частности дизельного двигателя, содержащего, по меньшей мере, один цилиндр, по меньшей мере, с одним впускным и одним выпускным клапанами, турбину, компрессор, воздушный компрессор, по меньшей мере, один аккумулятор, трубопровод для наддувочного воздуха и управляющее устройство.

Изобретение относится к устройству для регулировки зазора в клапанах, описанному в ограничительной части п.1 формулы изобретения, и к способу управления таким устройством.

Изобретение относится к устройствам приведения в действие газораспределительного клапана, в частности, для двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к способу торможения работающим преимущественно по принципу Дизеля двигателем
Наверх